补 体 相 关 性 肾 病

杨　柳　综述　谢红浪　审校

过去数十年中，对于补体与肾脏疾病之间的关系，人们的认知仅局限于肾脏疾病活动期补体水平下降伴肾内补体成分沉积。近十年，补体在各类肾脏疾病中的作用被逐渐揭晓，针对补体活化各环节产生的抗补体药物也相继出现。有补体参与的肾脏疾病统称为补体相关性肾病，本文就补体在肾脏疾病中的作用及靶向抗补体治疗肾脏疾病的研究进展作一简述。

补体系统

补体是存在于人和脊椎动物血清与组织液中一组经活化后具有酶活性的蛋白质。补体是非特异性免疫的系统的主要成分之一，亦参与获得性免疫的初始阶段，由固有成分、调节成分和补体受体组成。补体激活途径有三种：抗原抗体复合物结合C1q启动激活经典途径；甘露糖集合凝集素(MBL)直接结合细菌启动激活MBL途径；由病原微生物等提供接触表面、从C3开始激活旁路途径。固有成分中参与经典激活途径的有C1、C2、C4；参与 MBL途径的有MBL和丝氨酸蛋白酶；参与旁路途经的有P、D、B因子等；C3、C5～C9为三种途径所共有。调节成分包括C1抑制物、I因子、H因子、C4结合蛋白等。补体受体主要有CR1～5、C2aR、C3aR和C4aR。补体被激活后其片段与细胞受体相结合，通过信号传导激活细胞[1]。

生理情况下，大多数血清补体成分以酶前体形式存在，补体激活过程是一系列放大连锁反应。C3是裂解补体活化的中心事件，三条途径均借此继续补体活化的级联反应，产生一系列具有生物学效应的补体蛋白片段和终末产物—— 膜攻击复合体(MAC)，直接介导细胞溶解破坏[2]。此外，补体活化产物C3b与靶细胞共价结合发挥调理、吞噬作用，抑制免疫复合物(IC)形成并促进单核吞噬细胞系统清除IC；C1q介导吞噬凋亡细胞；C3a、C5a化学趋化炎细胞聚集并释放血管活性物质，导致血管通透性增加、炎细胞浸润[2]；C3a、C3b降低抗原特异性淋巴细胞刺激阈值引起T细胞增殖；MAC刺激肾实质细胞释放炎症因子和致纤维化因子。补体激活属宿主的免疫防御反应，但异常活化可造成组织器官损伤。

补体相关性肾病

肾脏是肝外合成补体的主要场所，肾固有细胞局部几乎可产生全部补体成分，且炎症期间产生补体能力明显增强[3]。补体相关性肾病的发生、发展主要与补体过度活化或调节异常有关，移植肾缺血再灌注(I/R)损伤亦有补体成分参与。

补体过度活化研究发现抗中性粒细胞胞质抗体相关性血管炎(AAV)、狼疮性肾炎(LN)、糖尿病肾病、膜性肾病等肾脏疾病中均存在补体系统的参与。

AAV由于AAV具有寡免疫复合物沉积的特性，人们曾认为补体系统不参与其发生发展。但最新研究证实AAV患者活动期血浆C3a、C5a、Bb等补体成分的水平明显高于缓解期[4]，且Bb水平与血沉、肾小球新月体比例及伯明翰血管炎活动性评分显著相关，表明AAV患者存在补体系统替代途径的活化[4]。

LN补体系统与LN关系复杂，增殖型LN伴多种免疫球蛋白及补体沉积。内皮下补体活化导致炎细胞浸润、炎症反应及肾小球结构破坏，循环免疫细胞与过敏毒素接触。C1q、C1r、C1s、C2及C4等经典途径补体成分缺失预示可能发生LN，其中C1q缺失引起凋亡细胞吞噬清除受损、免疫耐受异常，自身免疫反应加重。近1/3的系统性红斑狼疮患者体内抗C1q抗体阳性，与LN的发生相关，敏感度及特异度均>90％[5]。早期经典途径补体成分对LN具有保护性作用，但C5代谢产物可能直接损伤肾小球。LN患者疾病活动期经尿液排出C5a和MAC[6]，用阻断C5裂解的单克隆抗体处理LN大鼠后，肾小球炎症显著减轻、生存期延长[7]。LN患者肾组织内MBL沉积阳性者尿蛋白更多[8]，提示MBL途径参与LN肾损伤。

膜性肾病完好的基膜可避免补体代谢产物与循环炎细胞接触、发生细胞介导的免疫损伤。抗磷脂酶A2受体抗体与补体成分沉积于基膜上皮侧引发特发性膜性肾病[9]。当补体活化终末产物MAC插入足细胞膜，后者通过改变自身结构将MAC排入尿液后结构复原，期间激活蛋白酶、氧自由基及细胞因子，双层磷脂结构的机械性改变和上述活性物质可造成足细胞凋亡、产生蛋白尿，此过程受补体级联反应调控[10]。动物模型中，在不影响抗体沉积的情况下抑制MAC形成可避免足细胞损伤和蛋白尿产生[11]，可见补体可导致足细胞损伤[10]。

糖尿病肾病补体活化片段C3a、C5a及终末产物MAC具有致炎作用，参与组织损伤。糖尿病患者体内糖基化作用增强，血清糖基化蛋白可激活补体，糖尿病肾病患者肾组织中MAC沉积增多，表明存在补体过度活化[12]。Fortpied等[13]研究表明果糖赖氨酸、甘露糖能够与血清MBL竞争结合，MBL与果糖赖氨酸结合后激活补体系统，而敲除MBL的糖尿病肾病模型小鼠肾组织损伤减轻，提示MBL途径参与糖尿病肾病的发展。

补体调节异常非典型溶血性尿毒症综合征(aHUS)和C3肾病以补体调节异常为发病的关键环节。

aHUSaHUS是由于补体替代途径调节异常引起的微血管病性溶血性贫血、急性肾损伤和血小板减少。先天或获得性抑制蛋白H因子、Ⅰ因子缺乏或编码C3及B因子基因突变，产生病理性C3转化酶，该C3转化酶功能过强导致内皮受损、肾内微血栓形成[14]。aHUS患者最常见的基因学异常为H因子基因突变，通过结构改变影响H因子与细胞表面结合，使H因子调节补体的功能丧失。内皮细胞表面补体活化增强，为形成血小板微血栓创造条件，导致微血栓形成[14]。

C3肾病根据电子致密物沉积部位膜增生性肾小球肾炎(MPGN)分为三型：Ⅰ型以内皮下沉积为主，Ⅲ型以上皮侧沉积为主，Ⅱ型又称致密物沉积病，表现为致密物在基膜内沉积[15]。三种MPGN光镜表现相似，均可有补体C3沉积，Ⅰ型和Ⅲ型由抗体激活补体经典途径引发，受免疫球蛋白调节。自身免疫病、感染、慢性肝病、新生物等形成的异常蛋白作为抗原诱导抗体产生[16]。单克隆抗体或IC沉积于肾小球，通过C1q代谢产物化学趋化白细胞和MAC介导细胞损伤，白细胞产生细胞因子和蛋白酶刺激细胞增殖和基质增生[16]。

C3肾病为免疫荧光仅C3阳性、不伴免疫球蛋白沉积的肾小球肾炎，可分为C3肾小球肾炎和致密物沉积病(DDD)，前者中亦包括仅由补体级联反应失调、不伴抗体沉积且无经典补体途径活化的MPGN Ⅰ型和Ⅲ型。补体调节异常所致的MPGN Ⅲ型与上皮侧及内皮下致密物沉积有关[15]。DDD为补体替代途径调节异常所致，其组织学改变存在异质性，仅25％的肾活检标本存在经典膜增生性改变。80％的患者可检出C3肾炎因子，结合C3bBb并使其耐受H因子的调节。DDD患者亦存在H因子基因突变引起的H因子缺陷。此外，基因突变导致不受H因子调节的C3转化酶形成，造成替代途径过度活化，C3水平下降[17]。能够激活C5转化酶的肾炎因子通过持续刺激C5代谢可导致补体活化失调、产生大量MAC造成肾小球损伤，与低补体血症和上皮侧沉积物密切相关[18]。

补体与移植肾损伤补体系统在移植器官的非免疫学及免疫学损伤中均起到重要作用。

I/R损伤移植肾不可避免受到I/R损伤。供体死亡、器官摘除及冷缺血导致氧自由基产生，再灌注过程中细胞膜、脂质、蛋白及DNA等受损，影响移植肾功能。I/R损伤以细胞死亡、内皮细胞通透性增强、基因转录改变为特点[19]。I/R可导致替代途径过度活化。细胞膜表面出现新表型直接刺激C3代谢[19]。移植术后供肾C3的表达量与移植物存活时间缩短有关，细胞毒性反应与细胞死亡产物可能产生针对细胞膜新表型的抗体激活经典途径，直接抑制C3能够减轻细胞损伤。MBL沉积于I/R模型小鼠肾小管上皮细胞，MBL基因敲除鼠I/R损伤明显改善，降低血清MBL浓度可减轻肾小管损伤、中性粒细胞及巨噬细胞聚集，减少趋化因子释放，从而保护肾功能，改善移植肾远期预后[20]，MBL途径亦具有重要作用。

受体介导排斥反应经典补体激活途径在受体介导的排斥反应中发挥重要作用。供体特异性抗体沉积于移植肾内刺激C1q代谢，管周C4d染色阳性已成受体介导排斥反应的诊断标准之一，C4d沉积情况有助于判断预后[21]。

细胞介导排斥反应目前对补体在细胞介导排斥反应中的作用知之甚少。补体的三条通路均产生C3a和C5a，两者结合于抗原提呈细胞和T细胞，刺激T细胞增殖活化。研究发现C5a受体缺陷限制受体T细胞对同种抗原的适应性反应[22]。动物模型显示在缺乏经典途径或MBL途径活化的情况下亦可出现细胞介导的排斥反应，提示替代途径可能在其中发挥重要作用[23]。

拮抗补体的靶向性治疗

近十年，人们尝试通过调节补体级联反应减轻补体介导的组织损伤，与肾脏病相关的抗补体治疗聚焦于抗C5单克隆抗体、C5受体拮抗剂、C1抑制剂和补体受体1等针对补体不同环节的药物。

抗C5单克隆抗体依库珠单抗是重组人抗C5单克隆抗体，来源于鼠骨髓瘤细胞，分子量148 KD，由2条含448个氨基酸的重链及2条含214个氨基酸的轻链组成。依库珠单抗结合于补体C5，影响C5转化酶裂解，抑制C5a及MAC形成，防止细胞溶解，于2008年被FDA/ECMP批准用于治疗阵发性睡眠性血红蛋白尿(PNH)，2011年批准用于aHUS。临床研究表明依库珠单抗能够有效稳定血小板、改善肾功能[24]。移植术前以依库珠单抗预处理可有效降低aHUS复发率[25]。Bomback等[26]证实依库珠单抗能有效治疗补体替代途径异常导致的C3肾小球肾炎。C3肾小球肾炎以依库珠单抗治疗1年后患者肾功能不同程度改善，尿蛋白减少，肾小球炎症减轻、致密物沉积减少[27]。尽管依库珠单抗能够有效抑制MAC形成并被患者耐受，其临床反应仍存在个体差异。MAC血清浓度高、活性强、病程短及肾脏损伤较轻者使用依库珠单抗疗效佳[26]，尤其适用于肾移植术后DDD或C3肾小球肾炎复发者[28]。抗体介导的排斥反应中也存在补体经典途径活化，拮抗C5具有抗排斥作用。依库珠单抗能够有效避免补体介导的肾小球固有细胞损伤、减轻炎细胞浸润，用于治疗LN的Ⅰ期临床试验已完成[29]，其在肾移植、抗磷脂抗体综合征、AAV中的作用有待进一步探讨。

C5受体拮抗剂C5a也称过敏毒素，可刺激细胞因子产生、T细胞活化、肥大细胞或嗜碱性粒细胞脱颗粒，释放生物活性物质，引起毛细血管通透性增高，趋化中性粒细胞并刺激其氧化代谢。C5aR广泛表达于免疫细胞、肾小球系膜细胞及肾小管上皮细胞等。Gueler等[30]动物实验表明，当移植肾I/R或急性损伤时，C5a受体表达增加，移植术前以C5a受体拮抗剂预处理，可明显延长急性排斥反应移植物存活期、减少T细胞活化和炎细胞浸润。尸肾表达C5a受体数量多于供肾，且表达水平与冷缺血时长有关[31]。器官移植模型中，阻断C5裂解可减轻缺血诱导的细胞凋亡，改善肾功能、减少细胞因子产生[32]。

C1抑制剂人重组C1抑制剂可抑制C1活化，影响补体级联反应。既往研究发现，补体缺陷或补体基因敲除动物排斥反应率下降，提示C1抑制剂可能预防急性排斥[33]，并减轻动物模型移植物I/R损伤[34]。动物试验发现，与对照组相比，C1抑制剂预处理组肾小管损伤及间质炎症反应减轻、补体成分沉积减少，移植肾功能改善、存活期延长[33]。

补体受体1(CR1)补体受体为补体级联反应调节物。CR1结合C3b或C4b，抑制经典或旁路途径C3转化酶形成。可溶性CR1可改善冷缺血甚至HLA错配后移植肾存活情况。CR1通过连接于移植物内皮细胞，作为补体膜联调节体发挥功能。用可溶性CR1处理的供肾在存活率、急性肾小管损伤、肾功能下降等方面均优于空白对照组[35]。

小结：补体级联反应是一种免疫防御机制，能够有效诱导细胞凋亡、增强细胞免疫。补体活化异常或失调参与多种肾脏疾病的发生发展，对传统疗法无效的补体相关性肾病需考虑抗补体治疗，有望改善多种难治性疾病的预后。

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